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青霉素酰化酶被广泛应用于酶法合成β-内酰胺抗生素，还可以用于合成多种手性化合物，其中粪产碱杆菌来源的青霉素G酰化酶具有独特的优点受到广泛关注。本论文成功的实现了粪产碱杆菌青霉素G酰化酶的高活性表达生产，并对其固定化、酶提取、生物催化方面的新应用进行了研究。
论文的内容分为三大部分，在第一部分中对重组大肠杆菌表达目的蛋白进行优化研究：(1)以重组菌DH5a/pSMLPGA为研究对象，进行发酵种子的筛选及活化条件的选择，将重组菌的发酵产酶能力提高了2.7倍。(2)通过对重组菌培养过程中采用的培养基分别进行单因素和多因素优化，确定发酵培养基的最佳配方为：糊精(50 g/L)；蛋白胨(25 g/L)；酵母粉(3 g/L)；基础盐(110 ml/L)；硫酸镁(2.5 g/L)；氯化钙(0.4 g/L)。采用优化培养基进行摇瓶产酶，获得最高酶活为51.24 U/ml。(3)对重组菌培养条件进行优化，并进行摇瓶批培养产酶，获得最高酶活为59.13 U/ml；在最优发酵条件下进行3.7 L发酵罐放大培养，获得的最大酶活为107.52 U/ml，比活为13.58 U/rag protein。折算为质量为3.3 g/L，活性位点滴定和SDS-PAGE电泳证明最高活性酶约为总蛋白的41.69％。结果远高于目前国际上报道的最高值，具有产业化前景。(4)蛋白电泳证明培养基成分的多少只会影响目的蛋白表达量，对包涵体的形成几乎没影响；培养温度除了影响蛋白表达量，还会影响包涵体的生成：另外培养基pH主要影响目的蛋白表达量。(5)质粒稳定性实验证明在整个发酵过程中没有添加抗生素条件下重组质粒丢失现象可以忽略不计。
在第二部分中，(1)用CTAB处理重组细胞来提高细胞通透性解决酶扩散限制的问题，和没有经过任何处理的细胞相比较，细胞酶活提高了7.5倍。考察不同固定化细胞的方式对固定化细胞酶活及稳定性影响，结果证明采用聚乙烯醇交联硼酸和戊二醛的二次交联方式进行细胞固定化效果较好，重复利用实验表明固定化细胞重复利用15次没有酶失活，到31个循环时固定化细胞仍保持65％的酶活性。37个循环时尽管酶活大幅下降，但是固定化细胞仍然保持较好的形状，具有较好的刚性，稳定性较好。(2)对CTAB渗透处理重组细菌提取A.faecalis PGA的条件进行研究，其最佳处理条件是：0.5％(w/v)CTAB，处理温度4℃，pH 8.0，离子强度0.5 M，作用时间28小时。在最适提取条件下可以使93.4％的细胞内粪产碱杆菌青霉素G酰化酶释放，并且酶比活性与超声破碎提取方法相比，提高了1.6倍。CTAB提取的酶溶液较稳定，在4℃下保存30天几乎没有酶活丢失。该提取方法具有一定的产业化价值。
在第三部分中，进行了粪产碱杆菌青霉素G酰化酶催化合成医药中间体的过程研究。(1)选取具有代表性的6种L-氨基酸作为酰基受体，以D-苯甘氨酰胺作为酰基供体，采用固定化细胞作为催化剂进行二肽合成的研究。就反应的过程来看，催化反应的速度较快，合成的二肽在反应6小时时得到最大液相产率，均超过80％。(2)采用固定化酶催化合成(S)-2-氨基-1-丁醇研究。通过对反应过程中投酶量、底物浓度、反应温度、pH进行优化，确定最适酶催化条件是pn 9.0，反应温度40℃，底物浓度100 mM，投酶量2U/ml,反应体积80 ml。在最适反应条件下，反应2.5 h时转化率为38.4％，ee值为99.7％：反应8 h时转化率为52.6％，测得的ee值81.6％。综合转化率和ee值两种因素，当消旋底物转化率达40％时终止酶催化反应可以获得较高的产物光学纯度。